[发明专利]一种自适应插值方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，特别是一种自适应插值方法和装置。

背景技术

在X射线计算机断层成像(Computed Tomography，CT)设备中，通常有两种方法来测量或计算X射线球管的投影角度。一种是固定时间触发方法，该方法中检测器(DMS，Data measurement system)在固定的时间间隔Δt内读片(reading，即采集X射线投影数据)。在该时间间隔Δt内，X射线球管的旋转角度称为角度间隔其为X射线管旋转角速度ω在间隔时间t内的积分，其中角速度ω＝v/r，v为旋转速度，r为机架孔的半径。理论上旋转速度v是固定不变的，所以两次读片间的角度间隔应该是一个常数。不过，由于机架在旋转过程中并不能保持绝对的平衡和稳定，且机架的旋转部分与静止部分间的摩擦会随着温度而变化，所以旋转速度并不是固定不变的，进而两次读片间的角度间隔也发生变化，这种变化会影响CT成像质量，如产生伪影等。当旋转速度的变化超过门限值时，图像质量就会变得很差。

另一种测量或计算实际投影角度的方法是固定位置触发方法，该方法中检测器在X射线管的固定角度位置处读片。理论上，需要测量图像重建所需的全部投影角度，否则会导致图像模糊或者图像质量很差。如在高端CT设备中，利用安装在机架上的1000个以上的位置传感器来采样X射线球管的角度位置，于是检测器可以每隔360°/1000＝0.36°就进行一次读片，这种方式极大地减少了角度差，从而极大地改善了成像质量。不过由于设置有大量的位置传感器和复杂的信号采集和控制系统，产品成本也非常高，所以无法用于低端CT设备上。

为了在产品成本过和成像质量之间寻求一个合适的平衡点，现有技术提出一种将位置传感器与固定时间触发方法相结合的方法，其采用线性插值或二次插值的方法来生成每次读片的投影角度。不过这种方法插值的准确率和对成像质量的改善是有限的，除非仍使用大量的位置传感器。

申请号为201110145184.7发明专利申请公开了一种用于保持扫描间隔不变的时间触发装置和方法，该申请需要改变CT设备的固件(firmware)和控制系统，如可编程计时器还是需要花费一定成本。而本申请则无需改变CT设备的固件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应插值方法和装置，以计算每次读片时X射线球管的投影角度，并用较低的成本来实现使两次连续读片间的角度间隔基本不变的目的，提高投影角度计算的准确率，获得较高的成像质量。

有鉴于此，本发明提出一种自适应插值方法，所述方法包括：一个位置传感器对X射线球管的位置进行采样，以获取X射线球管旋转速度信息；根据所述旋转速度信息来设定一插值系数，以使两次连续读片间的角度间隔保持不变；根据所述插值系数按如下公式来计算每次读片时X射线球管的投影角度：α_v＝ξ(t)*360，其中ξ(t)为插值系数，t为某次读片的时间点，α(v)为该次读片时X射线球管的投影角度，α_v为在时间点t时X射线球管的投影角度。从而在不改变及增加设备固件的情况下，用较低的成本保持两次连续读片间X射线球管的角度间隔基本不变。

根据本发明的一个实施例，所述设定插值系数的步骤包括：获取所述插值系数的基本曲线；根据所述旋转速度信息得到一个调整系数，并用该调整系数来改变所述基本曲线的频率。

根据本发明的另一个实施例，所述获取基本曲线的步骤包括：根据一个与角度间隔有关的已知变量来获取所述插值系数的基本曲线。

根据本发明的再一个实施例，所述已知变量是机架重力引起的变量。

根据本发明的又一个实施例，所述基本曲线为一正弦曲线。

根据本发明的又一个实施例，所述正弦曲线的初始相位和幅度是固定的，频率能根据所述机架旋转速度信息来调整。

根据本发明的再一个实施例，所述方法进一步包括：根据所述投影角度进行读片，以获取X射线投影数据。